Химическая полировка латуни - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Химическая полировка латуни

Раствор для химического полирования меди и ее сплавов

Владельцы патента RU 2303079:

Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и радиоэлектронной промышленности. Раствор содержит, г/л: ортофосфорную кислоту 1400-1500, аммоний азотнокислый 200-280 и калий марганцовокислый 10-15. Технический результат: уменьшение на 15-20% шероховатости и улучшение в 1,2-1,4 раза отражательной способности поверхности изделий из меди и ее сплавов при уменьшении в 4-5 раз количества выделяющихся оксидов азота. 2 табл.

Заявляемое изобретение относится к химической обработке поверхности металлов, в частности к полированию изделий из меди и ее сплавов, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении и радиоэлектронной промышленности.

Известен раствор для химического полирования меди, содержащий (мл):

Серная кислота (конц.)10
Соляная кислота (конц.)1
Насыщенный раствор хромового ангидрида35

(Грилихес С.Я. Электрохимическое и химическое полирование: Теория и практика. Влияние на свойства металлов. – 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1987, с.146). Режим полирования: температура 20-25°С, время 5-10 мин.

Недостатком аналога является токсичность раствора вследствие высокой концентрации соединений шестивалентного хрома.

Известен раствор для химического полирования меди и ее сплавов, содержащий (г/л):

Пероксид водорода175
Серная кислота35
Этиловый спирт30
Алкилфенольное ПАВ1
Водаостальное

(Липкин Я.Н., Бершадская Т.М. Химическое полирование металлов, М.: Машиностроение, 1988, с.87). Температура полирования 40°С.

Недостатками аналога являются нестабильность раствора вследствие разложения пероксида водорода, разогрев в процессе обработки, приводящий к ухудшению качества поверхности.

Известен также раствор для химического полирования меди и ее сплавов, содержащий следующие компоненты, об.%:

Азотная кислота (плотность 1,4 кг/дм 3 )16
Фосфорная кислота (плотность 1,75 кг/дм 3 )59
Уксусная кислота (ледяная)25

(Dinnappa R.K., Mayanna S.M. Bright dip for copper. J. Electrochem. Soc. India, 1979, V.28, №4, Р.191-192). Режим полирования: температура 25-30°С, время 25-30 с.

Недостатками данного аналога являются: высокая скорость съема металла и малая длительность процесса, что затрудняет обработку деталей насыпью.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения по совокупности признаков и достигаемому результату является фосфорнокислый раствор нитрата калия, содержащий (г/л):

Ортофосфорная кислота1300-1400
Калий азотнокислый450-500

(Инженерная гальванотехника в приборостроении. Под ред. А.М.Гринберга. М.: Машиностроение, 1977, с.94-95). Режим полирования: температура 90-100°С, время 0,5-2 мин.

Этот раствор незначительно уменьшает шероховатость и недостаточно повышает отражательную способность в результате полирования. Кроме того, его недостатками являются высокая рабочая температура и большое количество оксидов азота, выделяющихся в процессе обработки.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение качества изделий путем уменьшения шероховатости и повышения отражательной способности поверхности. Кроме того, задачей изобретения является уменьшение рабочей температуры и объема газов, выделяющихся в процессе полирования. Уменьшение температуры обеспечивает снижение скорости растворения и позволяет производить обработку деталей насыпью.

Поставленная задача достигается тем, что раствор для химического полирования меди и ее сплавов, включающий ортофосфорную кислоту и соль азотной кислоты, в качестве последней содержит аммоний азотнокислый и дополнительно – калий марганцовокислый при следующем соотношении компонентов, г/л:

Ортофосфорная кислота1400-1500
Аммоний азотнокислый200-280
Калий марганцовокислый10-15

Ортофосфорная кислота, ГОСТ 10678-76, химическая формула Н3PO4, температура плавления 42,35°С, растворимость 548 г в 100 г воды при температуре 20°С, неограниченно растворима в воде при температуре 100°С (Справочник химика, том 2, Л.: Химия, 1964, с.240).

Аммоний азотнокислый, ГОСТ 22867-77, химическая формула NH4NO3, температура плавления 169,6°С, растворимость 122 г в 100 г воды при температуре 0°С и 600 г в 100 г воды при температуре 80°С (Справочник химика, том 2, Л.: Химия, 1964, с.22).

Читайте также:  Латунное жало для паяльника

Калий марганцовокислый, ГОСТ 20490-75, химическая формула KMnO4, температура разложения 240°С, растворимость 6,36 г в 100 г воды при температуре 20°С и 32 г в 100 г воды при температуре 75°С (Справочник химика, том 2, Л.: Химия, 1964, с.82).

Раствор для химического полирования готовят путем последовательного растворения в ортофосфорной кислоте (плотность 1,72 кг/дм 3 ) аммония азотнокислого и калия марганцовокислого при температуре 40-50°С.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для приготовления 1 л раствора 200 г аммония азотнокислого и 15 г калия марганцовокислого последовательно растворяют в 800 мл (1360 г) ортофосфорной кислоты при температуре 40-50°С. Затем объем полученного раствора доводят ортофосфорной кислотой до 1 л. Содержание ортофосфорной кислоты в приготовленном растворе составляет 1500 г/л.

В таблице 1 приведены примеры с другими значениями концентраций предлагаемого раствора для химического полирования меди и ее сплавов, а также прототип.

Таблица 1
№ п.п.КомпонентыГОСТКонцентрация, г/л
Раствор-Предлагаемый раствор
прототип123
1Ортофосфорная кислота10678-761350150014501400
2Калий азотнокислый4217-77475
3Аммоний азотнокислый22867-77200240280
4Калий марганцовокислый20490-75151210

Химическому полированию подвергались образцы, изготовленные из меди марки M1 и латуни марки ЛС59. Процесс полирования проводился в сосуде объемом 100 мл без перемешивания. Режим полирования: температура 25°С, время обработки 5 мин.

Критерием качества полированной поверхности служит внешний вид образца, параметр шероховатости Ra и отражательная способность поверхности.

Параметр шероховатости измеряется на профилометре модели 252. Отражательная способность измеряется с помощью блескомера марки ФБ-2. Эталоном служит серебряное зеркало, отражательная способность которого принимается равной 100%.

Выделяющийся при обработке газ собирается в бюретку, затем рассчитывается удельное количество газа на единицу массы растворенного металла.

Данные о действии растворов представлены в таблице 2.

Таблица 2
Результаты обработки поверхности медных и латунных образцов в растворе-прототипе и в предлагаемом растворе
№ п.п.ПоказательМеталлРаствор-прототипПредлагаемый раствор
123
1Шероховатость обработанной поверхности Ra, мкмМедь0,3620,3070,2980,289
Латунь0,3750,3120,3040,297
2Отражательная способность поверхности относительно эталона – зеркала, %Медь59828180
Латунь78969493
3Удельный объем выделяющегося газа, см 3 /гМедь230414657
Латунь235434959
4Температура раствора, °С90-10020-40

Из представленного в таблице 2 видно, что предлагаемый раствор по сравнению с прототипом позволяет уменьшить шероховатость поверхности на 15-20% и увеличить отражательную способность в 1,2-1,4 раза. Использование изобретения дает возможность в 4-5 раз сократить количество вредных выбросов оксидов азота. Пониженная температура и скорость растворения металла дают возможность вести обработку деталей насыпью в установках барабанного типа.

Раствор для химического полирования меди и ее сплавов, включающий ортофосфорную кислоту и соль азотной кислоты, отличающийся тем, что он дополнительно содержит калий марганцово-кислый, а в качестве соли азотной кислоты – аммоний азотно-кислый, при следующем соотношении компонентов, г/л:

Раствор для химического полирования латуни

Номер патента: 1440954

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 119) 01) 23 Р 3/06 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОПИ СВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСН(54) РАСТВО ВАНИЯ ЛАТУН (57) Изобре химической растворам х латуни, и м в обрабатыв СКОГО ПОЛИРО Р ДЛЯ Х 1И тение ообработ имическ носится к областии, в частности кго полирования ожет бь ающих а ь использованораслях промыплен” ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 80308/23-02; 4155501/23-02.11. 88. Бюл. 1) 44альский научно-исследовательсститут трубной промьппленносности. Цель изобретения – повьппениеработоспособности и блескообразующейспособности раствора химического полирования латуни. Раствор химическогополирования содержит, мас. ; артофосфорную кислоту 60,0-66,6, азотнуюкислоту 7,0-9,0, нитрат натрия 3,07,0, сульфосодержащее соединение,выбираемое из группы, включающей сульфонол, алкилсульфонат и сульфитныйщелок, 0,1-0,2 или азотсодержащеесоединение, выбираемое из группы,включающей оксимы дикетонсв иликетолов, иммунаглобулин, альбумин,желатин и сульфапонат, 0,02-0,06,воду – остальное, Применение в раст- цворе химического полирования нитратанатрия в сочетании с сульфосодержащимили азотсодержащим соединением ука”занной выше номенклатуры позволяетповысить бпескообразующие свойствараствора,его работоспособность, атакже снизить уровень шероховатостиобработанной поверхности. 1 табл.Изобретение относится к химической обработке, в частности к растворам химического полирования латуни, и может быть использовано в металло” обрабатывающих отраслях промьппленности.Цель изобретения – повышение работоспособности и блескообраэующей спо собности раствора для химического по” 10 лирования.Конкретные составы предлагаемого раствора для химического полирования ,и его свойства приведены в таблице.15Химическому полированию в предлагаемом растворе подвергались образпы, изготовленнье иэ латуни ЛС 59-1, Л 63, Л 68 Т, Л 67, Л 68. Изделия предварительно обезжиривали в течение 20- 20 30 мнн при 60-80 С в водном растворе моющего средства “Полинка” или, “БертолинБ”, затем промывали и сушили. Для химического полирования изделия выдерживали в укаэанных составах 1 – 15 3 мин, промывали и сушили.Растворы для химического полирования готовили путем добавления к смеси азотной и ортофосфорной кислот азотнокислого натрия, азотсодержащей 30 органической добавки или органической добавки, содержащей сульфогруппу.В качестве органических добавок выбирают следующие соединения.35Сульфонол – порошок (ТУ 6-01″1001- 75), относится к алкиларилсульфонатам и получается сульфированием продукта алкилирования бензола тетраме” ром пропилена, Трудногорючий продукт. 40Алкилсульфонат, содержащий в алильном радикале 11-17 углеродных атомов, получается сульфохлорированием алканов с последующей щелочной обработкой образующегося сульфохлори давСульфитный щелок (ОСТ, 13-183-83) смесь углеводов и солей лигносульфоновых кислот, образующаяся при сульфитной варке целлюлозы. Сульфогруппа, связанная с фенольным остатком лигнина, обусловливает поверхностно-актив ные свойства сульфитного щелока. Сульфопонат (ТУ 17 РСФСР 12-0401-81) – смесь водных растворов пеп.55тидов с алкилсульфонатом, содержащимвалкильном радикале 11″17 атомовуглерода, Получается растворением алкилсульфоната в белковом гидроли- эате при 50-70 С.Желатина (ГОСТ 11293-78) – белко вый материал, полидисперсная смесь полипептидов и их агрегатов, продукт переработки отходов кожевенного производства.Иммуноглобулин (ТУ 42.14.113-77)- 1 О -ный водный раствор иммунологической фракции белка, выделенной из крови человека.Альбумин – один иэ главных белковых компонентов сыворотки крови.Диметилглиоксим (ГОСТ 5828-77) получают взаимодействием гидроксиламина с диацетилом или его ионооксимом.Оксимы образуются лри взаимодействии дикетонов или-кетолов – продуктов уплотнения оксосоединений в присутствии щелочных агентов – с гидроксиламином. В качестве оксимов используют оксимум 2-пентанол”4-она, оксим 4-гептанол-она, оксим 4-деканол-она, диметилглиоксим, оксимдиацетонового спирта.Применение органических азотсодержащих веществ в качестве блескообраэующей добавки в составе для химического полирования связано с их комплексообразующими свойствами. Содержащее пептидные связи или оксимные группировки, которые могут взаимодействовать с металлической поверхностью, азотсодержащее органическое вещество способствует быстрому формированию вязкой поверхностной пленки, сопровождающемуся сглаживани-, ем шероховатостей и микронеровностей.Белки и гидролизаты белков (желатина, иммуноглобулин, альбумин и полипептидная составляющая сульфопоната) участвуют в образовании поверхностной пленки своими пептидными связями, а также карбоксильными и аминогруппами, возникающими при частичном гидролизе пептидных связей, при этом образуются медные комплексы.Возможность связывания ионов меди в растворимые комплексные соли понижает энергию активации выхода ионов из кристаллической решетки и ускоряет тем самым процесс сглаживания металлической поверхности.Оксимы оксосоединений при взаимодействии с катионами металлов, в частности с медью и цинком, могут образовывать внутрикомплексные соеди54 Фо рмул а изобретения 7,0-9,0 3,0-7,0 кислотаНитрат натрия Сульфосодержащее соединение, выбираемое из группы, включающей сульфонол, алкилсульфонат и сульфитный щелокИли азотсодержащее соединение, выбираемое из группы, включающей оксимы дике- тонов или 3 -кетолов, иммуноглобулин, альбумин, желатин и сульфопонат Вода 0,1-0,2 0,02-0,06 Остальное ЬГ 11.1 1 Показ атели 2 3 45 6 7 8тотнп Содержание компонентов, мас.У.: Ортофосфорная кислота60 63 66,6 63 60 63 66,654,4 57 Азотная кислота 12,7 8 9,Уксусная кислота 17,7 314409нения, ускоряя тем самым процесс образования вязкой поверхностной пленки.Органические вещества (сульфонол,алкилсульфонат, сульфитный щелок) засчет имеющихся в их составе отрицательно заряженных сульфогрупп могутвступать в электростатическое взаимодействие с поверхностью металла, 10Адсорбция поверхностно-активноговещества создает разное поверхностное натяжение на микровыступах и микровпадинах, что сопровождается быст”рым растворением выступов и сглажива” 15кием поверхности, Кроме того, электростатическое взаимодействие сульфогрупп органической добавки с ионамнметалла понижает энергию активациивыхода ионов меди и цинка из кристаллической решетки и ускоряет темсамым процесс образования поверхностной вязкой пленки, представляющейсобой медные и цинковые соли сульфоновых кислот.26Эффективность предлагаемого раство-.ра оценивают визуально по декоративному виду поверхности латуни: наличие золотистого оттенка и блеска иих равномерность, по шероховатости 30поверхности латуни, которуюопределяют на профилометре 283; по работоспособности, которую оценивают по количеству качсствепно обработанной поверхности латуни в 1 л раствора,Использование предлагаемого раст”вора для химического полирования латуни позволяет повысить декоративныйвид поверхности латуни; придать блески золотистый оттенок; уменьшить шероховатость поверхности (класс чистоты поверхности увеличивается с б до 7 ф,повысить работоспособность растворадо 160 170 дм /л,Раствор для химического полирования латуни, содержащий ортофосфорную и азотную кислоты, органическое вещество и воду, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения его работоспособности и блескообразующей способности, он дополнительно содер-. жит нитрат натрия, а в качестве органического вещества – сульфосодержащее соединение, выбираемое иэ группы, включающей сульфонол, алкилсульфонат и сульфитный щелок, или азотсодержа 1 цее соединение, выбираемое из группы, включающей оксимы дикетонов или-кетолов, иммуноглобулин, альбумин, желатин и сульфопонат при следующем соотношении компонентов, мас.У.:Пртофосфорнаякислота 60,0-66)6Азотная1440954 Продолжение таблицы Раствор Показ ат елитюе мащж а жаФ Ш1 2 4: 5 б 7 Т9 проТОТИПФ Э 5 7 5 Э 5 Нитрат натрия Сулъфонол 0,10,08 АПКИЛСьгЛЬфонат Сульфатный, щелок 0,2 Оксииы оксосоединенийОь 02 0,04 0,06 До 100 До 00 До 100 До 00 До 100 До 100 До 100 До 100 До 100 Свойства Блеск Блеск Блеск НетблесНетблесзоло” ЗОЛО- ЗОЛОТИСТЫй ТИСТЫй тистый оттенокотте” оттеоттеотте- нок ность НОК иок нок 1 в 34 1 в 34 1 в 34 1 ьЭ 4 1 ьЭ 41 в 34 1 в 34ь 34 в 34 после обработки в 33 Ов 82 Ов 75 Ов 78 в 30 Оь 8 Ов 7 Оь 75 2 в 5 2-6 1-2 1-2 1-6 1-2 1-2 1-2 1-2 Температура, С 2-23 17-33 17-23 17-23 17-23 17-23 17-23 17″23 20 Рвботоспособностьраствора Ом /л 10,0 160 170 170 14,0 160 170 170 в 94 Составитель В. БелоглазовРедактор Л.Веселовская Техред М .Дидык Корректор С.Иекмар Заказ 6145/30 Тираж 992ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москнаь Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подпис.пое Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Состояниеповерхностилатуни Дероховатостьповерхностилатуни, мкмдо обра”ботки Режим полированияВремя, мнн Блеск,з Оло”тнстый Блеск, Блеск,З ОЛО- З ОЛОТИС ТИСТЫЙтый оттенок Слабыйблеск,разно”тен

Читайте также:  Латунь в таблице менделеева

Заявка

УРАЛЬСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРУБНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

АЛИКИНА НИНА АЛЕКСЕЕВНА, КОРОЛЬКОВА ЛЮДМИЛА ВАСИЛЬЕВНА, БЕЛОНОСОВА ОЛЬГА МИХАЙЛОВНА, МОИСЕЕВА ТАИСЬЯ ФЕДОРОВНА, АЗАРОВА ВАЛЕНТИНА ИВАНОВНА, ПОРХУНОВ РУДОЛЬФ ВИКТОРОВИЧ, ПАВЛОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, НАКОСТИК ВЕРА ЛЕОНИДОВНА

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector